一种耐氧耐酸耐高糖的产酸丙酸杆菌及其应用制造技术

本发明专利技术公开了一种耐氧耐酸耐高糖的产酸丙酸杆菌，所述产酸丙酸杆菌分类命名为产酸丙酸杆菌（

【技术实现步骤摘要】
一种耐氧耐酸耐高糖的产酸丙酸杆菌及其应用
本专利技术涉及一种新型的产酸丙酸杆菌及其应用，及其在发酵工业中的应用，属于微生物领域。
技术介绍
益生菌是一类能产生确切健康功效从而改善宿主微生态平衡、发挥有益作用的活性有益微生物的总称。益生菌在防治消化道疾病、帮助消化吸收和刺激免疫系统等方面疗效显著，在食品、畜牧、医药等领域都被大量应用。目前，常用的益生菌菌种主要有双歧杆菌、乳酸杆菌、明串球菌属、芽孢杆菌属和丙酸杆菌属等，每一种益生菌都有着各自不同的“功效”。目前对于丙酸杆菌的益生作用逐渐被人们关注。美国FDA公布了42种可直接饲喂的安全益生菌，其中包括丙酸杆菌，我国《饲料添加剂品种目（2010）》中也明确提出丙酸杆菌是安全的微生物添加剂。目前由于丙酸杆菌具有耐酸、耐胆盐以及和乳酸菌类似的黏附于肠道上皮细胞的能力，以及丙酸杆菌特殊的代谢类型可以合成许多独特的代谢产物，如丙酸、细菌素及B族维生素等而受到广泛的关注，丙酸杆菌作为益生菌具有良好的应用前景。在工业生产过程中，益生菌要经受一系列的环境压力，例如极端温度、pH、渗透压、氧等，都可能影响到菌体的生存和代谢活性。从工业观点出发，选择能抵抗生产过程中不利条件的菌种是至关重要的常用的一种筛选优良益生菌菌株的方法是通过基因工程手段，对益生菌染色体上内源基因进行遗传修饰，或利用食品级表达质粒将外源DNA导入宿主细胞。但是，目前的立法对于食品安全设置了较高的标准，而且消费者对于用基因修饰微生物的食品比较排斥，所以这种益生菌选育方法在未来可能会受到限制。为符合食品工业环境生产以及适应工业环境胁迫，还可通过进化工程方法获得表型鲁棒性的益生菌菌株。目前的进化研究表明，非致死性选择条件可以诱导细胞发生不同程度的突变，其突变的主要来源于缓慢生长的细胞自身诱发的适应性突变。这种环境压力诱导的细胞突变率显著高于细胞DNA复制过程的出错频率，并逐渐形成一种压力诱导突变，通过实验室适应性驯化实验，能够在数周到数月的较短时间内传代数百到数千代，并伴随显著变化且能稳定维持的生长代谢表型，被广泛应用于进化生物学机制的研究；同时，亦被证明在扩大底物利用范围、增加代谢物产量、抵抗环境胁迫等微生物菌株改造方面有着重要的应用。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种耐氧耐酸耐高糖的产酸丙酸杆菌，能够克服工业化发酵中的环境压力，并缩短发酵周期。本专利技术的目的是通过以下技术方案实现的：一种耐氧耐酸耐高糖的产酸丙酸杆菌，其分类命名为产酸丙酸杆菌（Propionibacteriumacidipropionici）L1124，已保藏于中国微生物菌种保藏管理委员会普通微生物中心（CGMCC），保藏号为CGMCCNo.14869；保藏日期2017年11月8日，保藏地址：北京市朝阳区北辰西路1号院3号。形态特征：多形性杆菌，0.5～0.8μm×1～5μm，常为圆端或尖端的棒状；有的细胞为类球状、分叉或分枝，但不成丝状。细胞单个、成对或短链，呈V或Y字形出现，或方形排列。生理理化特征：革兰氏阳性，不运动，不生孢，厌氧，能利用葡萄糖、乳酸钠等碳源生成有机酸（丙酸、丁二酸、乙酸），生长温度为29-32℃。本专利技术还提供了上述产酸丙酸杆菌在发酵生产丙酸中的应用。本专利技术的菌株对氧、酸以及渗透压的耐受性强；并能够克服发酵过程中厌氧菌生长周期长，产量低的问题。附图说明图1~图4是本专利技术的产酸丙酸杆菌（Propionibacteriumacidipropionici）L1124和原始产酸丙酸杆菌在pH值7.0、6.0、5.0、4.0的发酵培养基中于厌氧条件下30℃培养后菌体OD600值变化曲线；图5~图8是本专利技术的产酸丙酸杆菌（Propionibacteriumacidipropionici）L1124和原始产酸丙酸杆菌在葡萄糖浓度为30g/L、60g/L、90g/L、120g/L的发酵培养基中于厌氧条件下30℃培养后菌体OD600值变化曲线；图9~图11是本专利技术的产酸丙酸杆菌（Propionibacteriumacidipropionici）L1124和原始产酸丙酸杆菌在发酵培养基中于厌氧、缺氧、有氧条件下30℃培养后菌体OD600值变化曲线；图12是本专利技术的产酸丙酸杆菌（Propionibacteriumacidipropionici）L1124和原始产酸丙酸杆菌在发酵培养基中丙酸产量变化曲线；本专利技术涉及的生物材料，其分类命名为产酸丙酸杆菌（Propionibacteriumacidipropionici）L1124，已保藏于中国微生物菌种保藏管理委员会普通微生物中心（CGMCC），保藏号为CGMCCNo.14869；保藏日期2017年11月8日，保藏地址：北京市朝阳区北辰西路1号院3号。具体实施方式下述实施例中所使用的实验方法如无特殊说明均为常规方法。实施例1菌株的驯化（1）将原始产酸丙酸杆菌以5%的比例接种于50mL种子培养基中，在30℃，pH7.0的条件下培养。所述原始产酸丙酸杆菌购自中国微生物菌种保藏管理委员会普通微生物中心，保藏编号CGMCC1.2232。种子培养基的组成如下：酵母提取物，5g；胰蛋白胨，5g；磷酸氢二钾（K2HPO4），0.25g；硫酸锰（MnSO4），0.05g；葡萄糖，5g；0.05%刃天青指示剂，2mL；蒸馏水定容至1000mL。所需的厌氧环境是由含量为99.999%高纯氮形成，一般注入达到1个大气压的量。实验进行三次重复，菌体的OD600值达到2.5。（2）将步骤（1）获取的菌液以5%的比例接种于2L发酵培养基中，在30℃，pH7.0，转速120rpm的条件下培养。发酵培养基的组成如下：酵母提取物，10g；胰蛋白胨，5g；磷酸氢二钾（K2HPO4），0.25g；硫酸锰（MnSO4），0.05g；葡萄糖，30g；蒸馏水定容至1000mL。所需的厌氧环境是由含量为99.999%高纯氮形成，一般保持连续注入维持厌氧环境。（3）连续培养驯化菌株；在驯化发酵培养基中进行连续培养驯化菌株，连续培养的过程中需不断往发酵罐里添加新鲜的发酵培养基，并按相同稀释率流出罐内发酵液，以维持正常的2L连续培养体系。发酵过程中，梯度改变发酵条件：a.连续培养驯化过程中逐渐增加碳源葡萄糖的浓度，依次为30g/L、60g/L、90g/L、120g/L；b.连续培养驯化过程中逐渐降低pH值，依次为7.0、6.5、6.0、5.5、5.0、4.5、4.0；c.连续培养驯化过程中逐渐降低高纯氮的通入量，增加发酵体系中的溶氧。连续培养驯化期间，需及时检测菌体OD600值，更换发酵条件时，需在该条件下维持一段时间的发酵，以OD600值增加，菌株适应该发酵条件为标准。驯化发酵培养基的组成如下：酵母提取物，10g；胰蛋白胨，5g；磷酸氢二钾（K2HPO4），0.25g；硫酸锰（MnSO4），0.05g；葡萄糖，按驯化阶段而定；蒸馏水定容至1000mL。连续培养过程中所需pH值，通过泵入1mol/L的NAOH溶液1mol/L的HCL溶液调节。,所需的厌氧环境是由含量为99.999%高纯氮形成，一般保持连续注入维持厌氧环境。（4）产酸丙酸杆菌（Propionibacteriumacidipropionici）L1124的获取将步骤（3）的本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种耐氧耐酸耐高糖的产酸丙酸杆菌，其分类命名为产酸丙酸杆菌（

【技术特征摘要】
1.一种耐氧耐酸耐高糖的产酸丙酸杆菌，其分类命名为产酸丙酸杆菌（Propionibacteriumacidipropionici）L1124，保藏编号CGMCCNo.14869。2.权利要求1所述产酸丙酸杆菌在发酵生产丙酸中的应用。3.根据权利要求2所述的应用，其特征在于，其发酵体系为厌氧发酵；厌氧环境由连续通入含量为99.999%高纯氮形成。4.根据权利要求2所述的应用，其特征在于，产酸丙酸杆菌L1124发酵生产丙酸步骤如下：将产酸丙酸杆菌L1124在种子培养基中培养2...

【专利技术属性】
技术研发人员：黄和，李阳，江凌，朱丽英，
申请(专利权)人：南京工业大学，
类型：发明
国别省市：江苏,32